Navires marchands à voiles : utopie ou réalité ?

Depuis 2011, nous obser­vons une émer­gence des pro­jets de propul­sion vélique dédiés à la marine marchande. Et la con­jonc­ture actuelle — notam­ment le coût très élevé de l’énergie — est de plus en plus favor­able au secteur. Le vent est une source d’énergie décor­rélée des prob­lèmes de spécu­la­tion, de sécu­rité et d’infrastructures. De plus, l’Organisation mar­itime inter­na­tionale et la Com­mis­sion européenne exi­gent des efforts de décar­bon­a­tion de plus en plus impor­tants des arma­teurs, et le fret mar­itime devrait être inté­gré dans le sys­tème d’échange de quo­tas d’émission de l’UE d’ici 2023. 

L’énorme atout de la propul­sion vélique est sa disponi­bil­ité : c’est une solu­tion idéale à court terme, et com­plé­men­taire aux car­bu­rants alter­nat­ifs à plus long terme. 15 navires dans le monde utilisent déjà des sys­tèmes à propul­sion vélique. Cer­taines tech­nolo­gies sont matures, comme les rotors Flet­tner, et d’autres seront très prochaine­ment testées. Par exem­ple, la start-up nan­taise Airseas teste son kite depuis décem­bre 2021 sur un navire affrété par Air­bus entre la France et les États-Unis. Zéphyr & Borée prévoit de met­tre à l’eau cette année son car­go à voile Canopée, qui trans­portera le futur lanceur Ari­ane 6 depuis la métro­pole jusqu’en Guyane.

Il y a un véri­ta­ble foi­son­nement d’innovations et de solu­tions tech­niques. La solu­tion la plus mature est le rotor Flet­tner, décou­verte en 1924. Depuis 2010, la firme Ener­con a démon­tré que cette tech­nolo­gie est com­pat­i­ble avec les con­traintes du fret mar­itime. Les rotors néces­si­tent une mise en rota­tion à l’aide d’une autre source d’énergie, un moteur ou un énorme ven­ti­la­teur dans le cas des pro­fils aspirés. Actuelle­ment, des groupes élec­trogènes fonc­tion­nant au fioul sont util­isés à bord pour pro­duire cette énergie, et on pour­rait imag­in­er à l’avenir des car­bu­rants alternatifs. 

Il existe égale­ment d’autres tech­nolo­gies de propul­sion vélique fonc­tion­nant unique­ment avec l’énergie du vent. Les ailes clas­siques sou­ples en tis­su, comme sur les vieux grée­ments tels que le trois-mâts Belem, vieil­lis­sent rapi­de­ment et ne sont pas très per­for­mantes. Aujourd’hui les arma­teurs se tour­nent plutôt vers des pan­neaux rigides, en matéri­au com­pos­ite, ou encore vers les pro­fils épais qui ressem­blent à une aile d’avion. 

Tous ces sys­tèmes sont situés sur le pont du navire, et néces­si­tent donc d’y dédi­er de l’espace. L’une des dernières solu­tions explorées est le kite : l’aile est cette fois aéri­enne. C’est assez nova­teur et cette tech­nolo­gie est en cours de développement.

Il est pos­si­ble d’équiper dès aujourd’hui les navires exis­tants, on par­le de rétro­fit. Une étude ¹ estime que 40 à 45 % de la flotte mon­di­ale (37 000 à 40 000 navires) pour­raient en béné­fici­er d’ici 2050, en rai­son du moin­dre coût de cette propul­sion et de sa large disponi­bil­ité. Le vent sera pour la majorité des cas une énergie aux­il­i­aire, dimin­u­ant en par­tie le recours au moteur ther­mique de ces navires.

De nou­veaux navires sont à con­stru­ire pour attein­dre une propul­sion presque entière­ment vélique (ils embar­queront tou­jours un moteur pour sécuris­er l’approche por­tu­aire). Cette per­for­mance ne peut être atteinte que pour des navires conçus pour cet usage, et non en rétro­fit : leur coque doit inté­gr­er des sys­tèmes anti­dérive liés à l’usage de voiles, et le posi­tion­nement des mâts doit respecter l’équilibre des mass­es et l’accès aux espaces à car­gaisons par les ser­vices por­tu­aires. Le car­go à voile Neo­line, en cours de développe­ment, sera équipé de qua­tre mâts assur­ant 90 % du besoin énergé­tique de sa propulsion.

Plus le navire est lourd, plus la puis­sance néces­saire pour le déplac­er est impor­tante. La propul­sion vélique a du sens sur les navires de taille inter­mé­di­aire — jusqu’à 200 mètres de long — à une vitesse d’environ 15 nœuds. À titre de com­para­i­son, un porte-con­teneurs peut mesur­er jusqu’à 400 mètres et nav­iguer à 20 nœuds.

Oui, le con­cept de mas­si­fi­ca­tion à l’aide de porte-con­teneurs et hubs logis­tiques est dépassé. La propul­sion vélique adresse de nou­veaux seg­ments, comme le trans­port longue dis­tance de marchan­dis­es sur des navires de taille inter­mé­di­aire. Ils peu­vent faire escale dans plus de ports, notam­ment sec­ondaires : cela per­met d’acheminer la marchan­dise au plus proche du con­som­ma­teur et de réduire le pré- et post-achem­ine­ment, générale­ment effec­tué par trans­port routi­er. La vitesse est égale­ment réduite : le car­go Neo­line nav­iguera à une vitesse moyenne de 11 nœuds. Cela n’empêche pas des chargeurs comme Man­i­tou et Beneteau de man­i­fester leur intérêt. C’est une chaîne logis­tique vertueuse, et les con­som­ma­teurs doivent en être acteurs en accep­tant des délais d’acheminement plus longs pour éviter un effet rebond. 

Un autre change­ment con­cerne le mode de nav­i­ga­tion. La propul­sion vélique a besoin de vent… il fau­dra par­fois mod­i­fi­er les routes mar­itimes pour en tir­er par­ti. Les équipages peu­vent pour cela s’appuyer sur le routage mar­itime — prenant en compte les con­di­tions météorologiques — indis­pens­able aux solu­tions véliques. Mais les arma­teurs ne sont pas habitués à ce type de nav­i­ga­tion, et il existe un frein psy­chologique. Il faut enfin not­er que la propul­sion vélique est plus favor­able sur les routes transat­lan­tiques nord, et moins à la nav­i­ga­tion entre l’Europe et l’Asie.

Nous ne le con­nais­sons pas pré­cisé­ment. Une étude ² mon­tre que 3 700 à 10 700 navires pour­raient être équipés de sys­tèmes de propul­sion vélique d’ici 2030. Le rejet de 3,5 à 7,5 mil­lions de tonnes de CO₂ pour­rait ain­si être évité en 2030. Nous pou­vons égale­ment nous appuy­er sur l’estimation du poten­tiel de rétro­fit des navires exis­tants pro­duite pour le gou­verne­ment du Roy­aume-Uni (37 000 à 40 000 navires) ³ : si la propul­sion vélique per­met d’économiser 10 % de car­bu­rant, on obtient une réduc­tion glob­ale de la con­som­ma­tion de l’ordre de 3 %. 

Mais l’incertitude majeure con­cerne le gain énergé­tique réel des sys­tèmes. Il n’existe aucun stan­dard pour mesur­er les per­for­mances, seuls les fab­ri­cants four­nissent une esti­ma­tion du gain apporté par leur solu­tion. Sur cette base, on estime ain­si que le gain d’énergie asso­cié aux rotors Flet­tner est d’environ 8 %, jusqu’à 20 % pour le kite ou encore jusqu’à 30 % pour les pro­fils épais. Mais ce sont des mesures théoriques : nous man­quons aujourd’hui de mesures en nav­i­ga­tion ain­si que d’un stan­dard, comme une norme ISO. C’est un enjeu impor­tant, qui per­me­t­trait aux arma­teurs d’évaluer pré­cisé­ment le retour sur investisse­ment de ces solu­tions de décarbonation.